KR20100053846A - 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치 및 충전 방법 - Google Patents

표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치 및 충전 방법 Download PDF

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KR20100053846A
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박종섭
정우태
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한국건설기술연구원
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Abstract

본 발명은 표면매립 긴장공법에서 거푸집을 긴장재에 고정수단으로 연결하고, 거푸집에는 지수판을 사용하여 콘크리트 구조물과 거푸집 사이에서 틈새가 발생하지 않도록 된 구조물 충전장치 및 충전 방법에 관한 것이다.
본 발명은 콘크리트 구조물의 홈에 위치된 긴장재에 상부를 걸어 고정하고, 하부는 거푸집을 관통하여 결속되는 고정수단을 구비하며, 상기 거푸집에는 콘크리트 구조물의 홈 길이방향으로 형성된 지수판이 부착되고, 상기 고정수단은 긴장재를 따라서 다수가 배치되어 거푸집을 콘크리트 구조물의 홈에 밀착시켜 내부 공간을 폐쇄시키고 모르타르를 충전시키는 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치 및 충전 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면 충전재의 충전압에 의해서 거푸집의 배부름 현상이 발생하지 않고, 콘크리트 구조물과 거푸집 사이에 틈이 발생하지 않아서 정밀한 충전재 보강작업이 이루어질 수 있으며, 콘크리트 구조물의 표면에 구조적 손상을 최소화할 수 있는 우수한 효과가 얻어지는 것이다.
표면매립 긴장공법, 거푸집, 긴장재, 구조물 충전장치, 모르타르 충전 방법

Description

표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치 및 충전 방법{STRUCTURE FILLING APPARATUS AND METHOD FOR SRTUCTURE REINFORCEMENT UNDER CONCRETE SURFACE}
본 발명은 표면매립 긴장공법에서 콘크리트 구조물의 홈에 충전재를 채우는 충전장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 거푸집을 긴장재에 고정수단으로 연결하여 충전재의 충전압에 의해서 거푸집의 배부름 현상이 발생하지 않도록 하고, 거푸집에는 지수판을 사용하여 콘크리트 구조물과 거푸집 사이에서 틈이 발생하지 않으며, 최소한의 앵커링(anchoring) 작업으로 콘크리트 구조물의 표면에서 발생하는 구조적 손상을 최소화하도록 된 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치 및 충전 방법에 관한 것이다.
일반적으로 표면매립 긴장공법은 주로 콘크리트 구조물에 홈을 만들어 홈안에 보강재를 삽입하고 모르타르 또는 에폭시 등의 충전재를 충전하여 양생시키는 구조물 보강 방법이다.
이와 같은 표면매립 긴장공법을 콘크리트 구조물 하단면에 적용할 경우, 충전재를 아래에서 위로 충전시켜야 하므로 충전재가 양생기간동안 흘러나오지 않기 위한 장치가 필요하며, 충전재의 충전도 용이하여야 할 것이다.
종래의 기술은 점도가 높은 에폭시를 이용하여 인력으로 콘크리트 구조물의 홈에 충전하는 방법이었다. 이러한 방법은 충전시간도 오래 걸릴 뿐만 아니라 에폭시의 가사시간이 한정되어 있으므로 품질 또한 일정하지 않다.
이에 본 발명자들은 충전재를 에폭시와 모르타르 두 종류로 적용하여 표면매립 긴장공법의 휨성능 실험을 수행한 결과, 도 1에 도시된 바와 같이, 에폭시와 모르타르가 동일한 휨성능을 나타내었음을 알 수 있었다.
도 1의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 에폭시(2)와 모르타르(4)는 일정 구간에 걸쳐서 변위에 대한 내부하 능력이 동일하지만, 모르타르(4)는 에폭시(2)보다 훨씬 비용측면에서 저렴하므로 충전재를 모르타르(4)로 적용하면 경제성이 향상되어 충전재로 모르타르를 사용하면 바람직하다.
이와 같이 에폭시(2)보다 점성이 낮은 모르타르(4)를 현장에 적용하기 위해서는 콘크리트 구조물이 홈에 충전재를 삽입하는 경우, 충전재가 홈 밖으로 흘러나오지 않는 장치가 필요하며, 쉽게 충전할 수 있어야 할 것이다.
이와 관련된 종래의 기술은 대부분 콘크리트 구조물의 단면을 복구하기 위해 홈의 단면을 거푸집 등으로 덧대어 에폭시 또는 모르타르를 충전하여 보강하는 방법이 있다.
도 2a에는 종래의 기술에 따른 상향 이동식 거푸집 구조(10)가 제시되어 있다. 이와 같은 종래의 기술은 실용신안등록 제20-0291503호의 "콘크리트 구조물 하부 대단면 복구를 위한 상향 이동식거푸집 구조"에 관한 것으로, 모르타르를 사용한 콘크리트 구조물(C) 하부의 단면복구 및 증설시, 철재 바닥판거푸집(12)과 상기 바닥판 거푸집(12)을 지지하는 앵글(14,16)에 I-볼트(18a)와 너트(18b)들을 체결하고 그 상단에 유압실린더(미 도시)를 장착하며, 뿜칠기(20)를 이용하여 폴리머 모르타르(22)를 충진시킨 후, 바닥판거푸집(12)을 상향으로 프레싱 압착시키는 방식이다.
따라서 이와 같은 종래의 기술은 해양구조물 또는 콘크리트 구조물(C)의 보수 및 구조적 보강을 위한 하부의 대단면 증설 또는 복구시에 사용하는 거푸집을 상향 이동식으로 제작하여 상향의 인위적인 프레싱(PRESSING)을 가함으로써 단면복구재의 밀실도 증대효과 및 기존 콘크리트면과 새로운 단면복구재와의 부착력 증가로 신,구 콘크리트의 일체화를 통한 구조적 합성거동의 증대효과를 얻도록 된 것이다.
도 2b에는 종래의 기술에 따른 콘크리트구조물 보수 및 보강용 그라우팅판넬(30)이 제시되어 있다. 이와 같은 종래의 기술은 특허등록 제10-0850404호의 "콘크리트구조물 보수 및 보강용 그라우팅판넬에 관한 것으로, 사각형형상의 보강판(34)과, 상기 보강판(34)의 상부에 일정간격으로 다수개 구비되며, 내부에 볼트홈(미 도시)을 형성한 체결구(36)를 구비하고, 상부가 터져있도록 개구부(124)를 형성하고 링 형상으로 구성된 그립부(38)를 구비하여 상기 그립부(38)의 상부는 철근(40)에 끼워지고, 하부는 체결구(36)를 통해 보강판(34)에 연결되는 구조로 되어 있다.
따라서 이와 같은 종래의 기술은 콘크리트 열화부에 대한 보수공사 및 내력확보를 위한 보강공사를 용이하게 할 수 있으며, 그립부(38)에 결합되는 재료를 다 양하게 선택할 수 있어, 공사목적에 따라 보수용, 보강용으로 구분하여 시공할 수 있다. 또한 충전 모르타르(42)에 완전 매립되어 부착강도가 매우 높고, 별도의 표면처리 없이 내구성 있는 표면을 형성함으로써 손상된 콘크리트구조물의 보수 및 보강에 매우 유용하며, 열악한 현장상황, 습윤면, 천장면에서도 시공이 가능한 용이한 구조로 되어 있고, 이음매에서 발생하는 하자문제를 원천적으로 제거할 수 있어서 보수대상 보강재의 종류를 다양하게 선택할 수 있다.
도 2c에는 또 다른 종래의 기술에 제시되어 있는데, 이와 같은 종래의 기술은 특허공개공보 제2001-0080779호의 "콘크리트 구조물 보수에 있어서 단면복구용 접철식 거푸집"에 관한 것이다. 이와 같은 종래의 기술에 따른 절첩식 거푸집(50)은 콘크리트 구조물 보수공사의 단면복구 작업에서, 앵커볼트(52)에 인장 철편(54)을 연결하여 인출하고, 인장철편(54)에는 접철식 거푸집 부재(56)를 이용하여 충전 공간을 막은 다음, 단계별로 재료(60)의 투입 및 다짐을 실시한다. 그리고, 마지막으로 쐐기 또는 볼트(58)로써 압박하면서 마감면 평활을 확보함으로써 신,구 재료의 밀착도를 증대시키는 방식이다.
따라서 이와 같은 종래의 기술은 단면복구 작업시에 사용하는 거푸집을 접철식으로 함으로써 단면복구 보수재료의 밀실도 증대효과를 갖게 된다.
도 2d에는 또 다른 종래의 기술에 제시되어 있는데, 이와 같은 종래의 기술은 특허등록 제10-0758329호의 "콘크리트 구조물의 안에 형성된 유실부를 보수하는 방법"에 관한 것이다. 이와 같은 종래의 보수 방법(70)은 콘크리트나 모르타르 대신에 유실부(72) 내에 발포 폴리우레탄 및 쇄석을 유실부(72)에 충전하는 방법으로 서, 폴리우레탄이 유실부(20)가 있는 바닥의 지반(74)에 충전되어 보강층(76)을 형성하고, 콘크리트 구조물과 접착하여 바닥층(78), 방호벽(80) 및 보강층(76)을 만들고 나서, 유실부의 일부에 폴리우레탄이 채워진 보강층(76) 위에 쇄석(82)과 폴리우레탄(84)을 번갈아 충전하는 방법을 제공하는 것이다. 이를 통하여 종래의 기술은 신속하게 콘크리트 유실부를 복구할 수 있으며, 강이나 바다의 환경오염을 방지하고, 환경보존을 이룰 수 있는 효과가 얻어진다.
그러나 이와 같은 종래 기술들은 기존의 거푸집을 재사용하는 것이 불가능하며, 충전재의 충전압에 의해서 배부름 현상이 발생하거나, 콘크리트 구조물에서 거푸집이 탈락될 가능성이 높다. 또한 콘크리트 구조물에 거푸집 설치시 그 제작오차에 의해 콘크리트 구조물과 거푸집 사이에 틈이 발생할 수 있으며, 거푸집 설치를 위한 다수의 앵커링(anchoring)으로 인하여 콘크리트 구조물에 구조적 손상을 줄 가능성이 높은 문제점을 갖는다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 표면매립 긴장공법에서 콘크리트 구조물의 홈에 충전재를 채우는 경우, 충전재의 충전압에 의해서 거푸집의 배부름 현상이 발생하지 않도록 하고, 콘크리트 구조물에서 거푸집이 탈락되지 않도록 견고히 고정함은 물론, 콘크리트 구조물과 거푸집 사이에 틈이 발생하지 않도록 하여 정밀한 충전재 보강작업이 이루어질 수 있도록 개선된 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치 및 충전 방법을 제공하는데에 있다.
그리고 본 발명의 다른 목적은 거푸집 설치를 위한 다수의 앵커링(anchoring)이 불필요하고, 콘크리트 구조물의 홈내에 매립되도록 함으로써 콘크리트 구조물의 표면에 주는 구조적 손상을 최소화하도록 된 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치 및 충전 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같이 구성된다.
본 발명은 콘크리트 구조물의 홈에 위치된 긴장재에 상부를 걸어 고정하고, 하부는 거푸집을 관통하여 결속되는 고정수단을 구비하며, 상기 거푸집에는 콘크리트 구조물의 홈 길이방향으로 형성된 지수판이 부착되고, 상기 고정수단은 긴장재를 따라서 다수가 배치되어 거푸집을 콘크리트 구조물의 홈에 밀착시켜 내부 공간을 폐쇄시키고 모르타르를 충전시킨다. 따라서 콘크리트 구조물의 홈에 충전재를 채우는 경우, 충전재의 충전압에 의해서 거푸집의 배부름 현상이 발생하지 않도록 하고, 콘크리트 구조물에서 거푸집이 탈락되지 않도록 견고히 고정할 수 있으며, 정밀한 충전재 보강작업이 이루어질 수 있다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 고정수단은 상단에 호형의 곡선부가 형성되고, 그 하부 일측으로 개구부가 형성되어 긴장재에 걸리도록 형성되며, 상기 곡선부에 연이어서 하부측으로 직선형 나사부를 형성한 볼트부재와, 상기 볼트부재의 직선형 나사부가 거푸집을 관통하여 거푸집 하부로 돌출하면 상기 직선형 나사부에 결합하여 거푸집을 콘크리트 구조물의 홈에 고정시키는 너트부재를 포함하는 구조이다. 따라서 충전재의 하중이 거푸집에 크게 걸리게 되어도 긴장재로부터 고정수단이 탈락하지 않고 견고히 고정된다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 고정수단은 상단에 긴장재에 끼워지도록 된 원형의 링부가 형성되고, 상기 링부에 연이어서 하부측으로 연장된 직선형 레버를 형성하며, 상기 직선형 레버가 거푸집을 관통하여 거푸집 하부로 돌출하면 상기 직선형 레버에 결합하여 거푸집을 콘크리트 구조물의 홈에 고정시키는 그립부재를 포함한다. 이와 같은 구조에서도 따라서 충전재의 하중이 거푸집에 크게 걸리게 되어도 긴장재로부터 고정수단이 탈락하지 않고 거푸집을 안정되게 견고히 고정한다.
상기 고정수단은 직선형 레버에 그립부재가 달려있는 형상이며, 예를 들면 전선타이와 비슷한 형태로서 직선형 레버를 긴장재에 감아 그립부재를 통과하여 긴장재에 고정하고, 상기 직선형 레버가 거푸집을 관통하여 거푸집 하부로 돌출하면 상기 직선형 레버에 결합하여 거푸집을 콘크리트 구조물의 홈에 고정시키는 별도의 그립부재를 포함한다. 이와 같은 경우 상기 직선형 레버는 전선 와이어로 이루어질 수 있다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 지수판은 콘크리트 구조물 홈의 양측모서리 안쪽을 따라서 배치되도록 거푸집에 나란하게 형성되는 구조이어서 콘크리트 구조물과 거푸집 사이에 틈이 발생하지 않도록 하여 정밀한 충전재 보강작업이 이루어질 수 있는 것이다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 지수판은 콘크리트 구조물 홈의 양측모서리 바깥쪽을 따라서 배치되도록 거푸집에 나란하게 형성된 것이어서, 이와 같은 구조에서도 콘크리트 구조물과 거푸집 사이에 틈이 발생하지 않도록 하여 정밀한 충전재 보강작업이 이루어질 수 있는 것이다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 거푸집은 콘크리트 구조물 홈의 양외측으로 다수의 긴 구멍을 형성하고, 필요시에 상기 긴 구멍에는 각각 앵커볼트가 끼워져서 상기 콘크리트 구조물의 표면에 고정될 수 있다. 따라서 거푸집의 양외측을 추가적으로 더욱 견고히 콘크리트 구조물의 표면에 밀착시킬 수 있는 것이다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 거푸집에는 일측에 충전재 주입관이 형성되고, 타측에는 공기배출구가 형성되어 모르타르를 가압충전하게 된다. 이와 같은 경우 모르타르 충전재의 급속시공이 가능하여 작업시간이 단축되고, 신속한 작업이 이루어지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 콘크리트 구조물의 홈에 위치된 긴장재에 상부를 걸어 고정하고, 하부는 거푸집을 관통하여 결속되는 고정수 단을 통하여 거푸집을 콘크리트 구조물의 홈에 장착하며, 상기 거푸집에는 콘크리트 구조물의 홈 길이방향으로 지수판을 부착하여 콘크리트 구조물의 표면과 거푸집의 사이를 폐쇄시키며, 상기 콘크리트 구조물의 홈에 모르타르를 충전시키는 단계를 포함하는 표면매립 긴장공법의 구조물 충전방법을 제공한다. 따라서 콘크리트 구조물의 홈에 충전재를 채우는 경우, 충전재의 충전압에 의해서 거푸집의 배부름 현상이 발생하지 않도록 하고, 콘크리트 구조물에서 거푸집이 탈락되지 않도록 견고히 고정할 수 있으며, 정밀한 콘크리트 충전재 보강작업이 이루어질 수 있다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 거푸집은 콘크리트 구조물 홈의 양외측으로 다수의 긴 구멍을 형성하고, 상기 긴 구멍에는 각각 앵커볼트를 끼워서 상기 거푸집의 양외측을 콘크리트 구조물의 표면에 추가적으로 고정시키고 모르타르 충전이 이루어짐으로써 거푸집의 양외측을 추가적으로 더욱 견고히 콘크리트 구조물의 표면에 밀착시키고 안정적으로 거푸집을 고정시킬 수 있게 된다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 거푸집은 일측에 충전재 주입관이 형성되고, 타측에는 공기배출구가 형성되어 상기 콘크리트 구조물의 홈에 모르타르를 가압충전하여 급속시공이 이루어짐으로써 모르타르 충전재의 급속시공이 가능하여 작업시간이 단축되고, 신속한 작업이 이루어져서 작업 생산성이 향상된다.
본 발명은 충전재 양생 후 고정수단 제거가 용이하므로 거푸집을 쉽게 제거할 수 있다.
본 발명에 따른 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치 및 충전 방법에 의하 면 콘크리트 구조물의 표면에 홈을 형성하고, 상기 홈의 내부에 긴장재를 삽입하여 긴장력을 부여한 다음, 상기 콘크리트 구조물의 홈에 충전재를 채워서 보강하는 표면매립 긴장공법에서 긴장재와 거푸집을 고정수단으로 연결하되, 그 연결 위치는 긴장재를 따라서 콘크리트 구조물의 홈 내측에서 거푸집을 고정시키게 된다. 따라서 거푸집의 폭방향 중앙부분이 집중적으로 보강지지되어 충전재의 충전압에 의해서 거푸집의 배부름 현상이 발생하지 않는다.
또한 이와 같은 고정수단은 긴장재의 길이방향으로 다수 배치되어 콘크리트 구조물에서 거푸집이 탈락되지 않도록 견고히 고정할 수 있고, 거푸집에는 양측으로 지수판이 각각 부착되어 콘크리트 구조물의 표면에 압착됨으로써 콘크리트 구조물과 거푸집 사이에 틈이 발생하지 않게 되며, 그에 따라서 정밀한 충전재 보강작업이 이루어질 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.
그리고 본 발명에 의하면 고정수단이 긴장재에 연결되어 거푸집을 고정시키고 있으므로, 거푸집 설치를 위한 다수의 앵커링(anchoring)이 불필요하고, 콘크리트 구조물의 홈내에 매립되도록 함으로써 콘크리트 구조물의 표면에 주는 구조적 손상을 최소화할 수 있는 효과가 얻어지는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조물(C)의 표면에 홈(h)을 형성하고, 상기 홈(h)의 내부에 긴장재(110)를 삽입하여 긴장력을 부여한 다음, 상기 콘크리트 구조물(C)의 홈(h)에 모르타르의 충전재(M)를 채워 보강하는 표면매립 긴장공법에 적용된다.
본 발명의 구조물 충전장치(100)는 콘크리트 구조물(C)의 홈(h)에 위치된 긴장재(110)에 상부를 걸어 고정하고, 하부는 거푸집(140)을 관통하여 결속되는 고정수단(120)을 구비하는데, 상기 고정수단(120)은 바람직하게는 도 4a에 도시된 바와 같이, 상단에 호형의 곡선부(122)가 형성되고, 그 하부 일측으로 개구부(124)가 형성되어 긴장재(110)에 걸리도록 구성되며 상기 곡선부(122)에 연이어서 하부측으로 직선형 나사부(126)를 형성한 볼트부재(130a)와, 상기 볼트부재(130a)의 직선형 나사부(126)가 거푸집(140)을 관통하여 하부로 돌출하면 상기 직선형 나사부(126)에 결합하는 너트부재(130b)를 포함한다.
이와 같은 고정수단(120)은 볼트부재(130a)에 형성된 호형의 곡선부(122)와 그 하부일측으로 형성된 개구부(124)를 포함하는데, 이와 같은 경우, 상기 개구부(124)의 크기는 긴장재(110)가 통과할 수 있을 정도의 크기가 요구된다. 이와 같은 볼트부재(130a)는 마치 물음표 형태와 같은 구조인데, 이와 같이 개구부(124)가 곡선부(122)의 하부측으로 위치됨으로써 도 4b에 도시된 바와 같이 긴장재(110)에 결합시키는 경우, 긴장재(110)로부터 하부측으로 빠지지 않는다.
즉 이와 같은 고정수단(120)을 통하여 거푸집(140)을 고정시키게 되면, 도 4c에 도시된 바와 같이, 거푸집(140)의 상부측으로 충전되는 모르타르의 충전재에 의해서 하중이 하부측으로 가해지게 되는데, 이와 같은 경우 충전재의 하중이 커지게 되어도 곡선부(122)의 하부측으로 개구부(124)가 형성되기 때문에 볼트부 재(130a)가 긴장재(110)로부터 탈락되지 않는다.
한편 상기 고정수단(120)은 도 5및 도 6a에 도시된 바와 같이 상기와는 다른 구조로 이루어질 수 있는데, 이는 긴장재(110)에 끼워지도록 상단에 형성된 원형의 링부(134)가 형성되고, 상기 링부(134)에 연이어서 하부측으로 연장된 직선형 레버(136)와, 상기 직선형 레버(136)가 거푸집(140)을 관통하여 거푸집(140) 하부로 돌출하면 상기 직선형 레버(136)에 결합하는 그립부재(138)를 포함한다.
즉 상기 고정수단(120)은 상단에 긴장재(110)에 끼워지도록 된 원형의 링부(134)가 형성되고, 상기 링부(134)에 연이어서 하부측으로 연장된 직선형 레버(136)를 형성하며, 상기 직선형 레버(136)가 거푸집(140)을 관통하여 하부로 돌출하면 상기 직선형 레버(136)에 결합하여 거푸집(140)을 콘크리트 구조물의 홈에 고정시키게 되는데, 이와 같은 구조에서도 충전재의 하중이 거푸집(140)에 크게 걸리게 되어도 긴장재(110)로부터 고정수단(120)이 탈락하지 않고 거푸집(140)을 안정되게 견고히 고정한다.
상기 고정수단(120)은 직선형 레버(136)에 그립부재(138)가 달려있는 형상이며, 예를 들면 전선타이와 비슷한 형태로서 직선형 레버(136)를 긴장재(110)에 감아 그립부재(138)를 통과시켜 긴장재(110)에 고정하고, 상기 직선형 레버(136)가 거푸집(140)을 관통하여 거푸집 하부로 돌출하면 상기 직선형 레버(136)에 결합하여 거푸집(140)을 콘크리트 구조물의 홈에 고정시키는 별도의 그립부재(138)를 하부측에 포함한다. 이와 같은 경우 상기 직선형 레버(136)는 전선 와이어로 이루어진 것이다.
이와 같은 고정수단(120)은 도 6b에 도시된 바와 같이, 상부측에 긴장재(110)가 끼워지는 폐회로의 원형 링부(134)가 형성되고, 상부측 그립부재(138)를 통해 고정된 다음, 직선형 레버(136)가 거푸집(140)을 관통하여 하부측 그립부재(138)를 통해서 고정된다. 이와 같이 그립부재(138)들은 도 6c에 도시된 바와 같이, 직선형 레버(136)에 압입고정되어 거푸집(140)을 고정하게 된다.
한편 상기 거푸집(140)에는 콘크리트 구조물(C)의 홈(h) 길이방향으로 형성된 지수판(150a)(150b)이 부착되는데, 이와 같은 지수판(150a)(150b)은 바람직하게는 도 7a에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조물 홈(h)의 양측모서리 안쪽을 따라서 거푸집(140)에 나란하게 형성된 구조로 이루어질 수 있다. 이와 같은 경우 상기 지수판(150a)(150b)은 콘크리트 구조물 홈(h)의 양측모서리 안쪽에 위치되어 거푸집(140)과의 사이 틈새를 제거하여 모르타르 충전재가 콘크리트 구조물(C)의 홈(h)에 충전되는 경우, 외부로 누출되지 않도록 한다.
그리고 다르게는 상기 지수판(150a)(150b)은 도 7b에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조물 홈(h)의 양측모서리 바깥쪽을 따라서 거푸집(140)에 나란하게 형성된 구조로 이루어질 수 있다. 이와 같은 경우에도 상기 지수판(150a)(150b)은 콘크리트 구조물 홈(h)의 양측모서리 바깥쪽에서 거푸집(140)과의 사이 틈새를 제거하여 모르타르 충전재가 콘크리트 구조물(C)의 홈(h)에 충전되는 경우, 외부로 누출되지 않도록 한다.
상기에서 거푸집(140)은 고정수단(120) 이외에 추가적으로 상기 콘크리트 구조물 홈(h)의 양외측에서 거푸집(140)의 양측으로 다수의 긴 구멍(160)을 형성하 고, 상기 긴 구멍(160)에는 각각 앵커볼트(162)가 끼워져서 상기 콘크리트 구조물(C)의 표면에 고정될 수 있다. 이와 같은 앵커볼트(162)는 추가적인 것으로서 상기 거푸집(140)의 양측 모서리를 콘크리트 구조물(C)의 하부 표면에 더욱 밀착시켜서 모르타르 충전재를 더욱 안정적으로 지지하도록 한다.
상기에서 거푸집(140)에 형성되는 긴 구멍(160)은 바람직하게는 콘크리트 구조물(C)의 홈(h) 길이방향으로 형성되어 거푸집(140)의 위치조절시 홈(h)의 길이방향을 따라서 다소 간의 위치이동이 가능하도록한다.
그리고 본 발명은 도 8a에 도시된 바와 같이, 상기 거푸집(140)에는 일측에 충전재 주입관(170)이 형성되고, 타측에는 공기배출구(172)가 형성되어 모르타르의 충전재(M)를 가압충전하도록 구성된다. 이와 같은 경우 상기 충전재 주입관(170)에는 반죽형태의 모르타르 충전재(M)가 가압공급되어 콘크리트 구조물(C)의 홈(h) 내부로 압입되며, 공기배출구(172)를 통해서는 콘크리트 구조물(C)의 홈(h)내의 공기가 배출되어 압력 상승을 방지함으로써 원활하게 모르타르 충전재(M)가 유입되도록 하는 것이다.
상기와 같은 구성된 본 발명에 따른 구조물 충전장치(100)를 이용하여 표면매립 긴장공법에서 콘크리트 구조물(C)의 홈(h)에 충전재(M)를 채우는 방법을 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
먼저 본 발명의 구조물 충전방법은 도 3 또는 도 5에 도시된 바와 같은 충전장치(100)를 사용하게 되는데, 이는 콘크리트 구조물(C)의 홈(h)에 긴장력이 부여되어 긴장된 상태의 긴장재(110)에 고정수단(120)의 상부를 걸어 고정하고, 하부는 거푸집(140)을 관통시킨다.
그리고 상기 거푸집(140)에 콘크리트 구조물(C)의 홈(h) 길이방향으로 형성된 지수판(150a)(150b)이 콘크리트 구조물(C)의 표면에 밀착되도록 고정수단(120)을 조여서 콘크리트 구조물(C)과 거푸집(140)의 사이를 폐쇄시킨다. 그리고 상기 거푸집(140)의 양외측에서 형성된 다수의 긴 구멍(160)을 통해서 앵커볼트(162)를 콘크리트 구조물(C)에 끼워서 상기 거푸집(140)의 양외측을 콘크리트 구조물(C)의 표면에 추가적으로 고정시키면 도 8a, 도 9a에 도시된 바와 같이 거푸집(140)이 콘크리트 구조물(C)의 홈(h)에 장착된다.
그리고 이와 같은 상태에서 상기 거푸집(140)의 일측 하부에 형성된 충전재 주입관(170)을 통하여 콘크리트 구조물(C)의 홈(h)에 모르타르 충전재(M)를 가압충전하면 신속하게 모르타르가 주입되어 급속시공이 가능하게 되고, 도 8b 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조물(C)의 홈(h)에 모르타르 충전재(M)가 충전되고 양생되어 구조적으로 보강된다. 이와 같은 경우 상기 콘크리트 구조물(C)의 홈(h)에 위치된 긴장재(110)는 긴장상태를 그대로 유지하게 되어 표면매립 긴장공법이 이루어지는 것이다.
상기와 같이 본 발명은 콘크리트 구조물(C)의 표면에 홈(h)을 형성하고, 상기 홈(h)의 내부에 긴장재(110)를 삽입하여 긴장력을 부여한 다음, 상기 콘크리트 구조물(C)의 홈(h)에 충전재(M)를 채워서 보강하는 표면매립 긴장공법에서 긴장재(110)와 거푸집(140)을 고정수단(120)으로 연결하되, 그 연결 위치는 긴장재(110)를 따라서 콘크리트 구조물(C)의 홈(h) 내측에서 거푸집(140)을 고정시키게 된다. 따라서 거푸집(140)의 중앙부분이 집중적으로 보강지지되어 충전재(M)의 충전압에 의해서 거푸집(140)의 배부름 현상이 발생하지 않는다.
또한 이와 같은 고정수단(120)은 긴장재(110)의 길이방향으로 다수 배치되어 콘크리트 구조물(C)에서 거푸집(140)이 탈락되지 않도록 견고히 고정할 수 있고, 거푸집(140)에는 양측으로 지수판(150a)(150b)이 각각 부착되어 콘크리트 구조물(C)의 표면에 압착됨으로써 콘크리트 구조물(C)과 거푸집(140) 사이에 틈이 발생하지 않게 되며, 그에 따라서 모르타르 충전재의 외부누출이 없이 정밀한 충전재 보강작업이 이루어질 수 있다.
뿐만 아니라 본 발명은 고정수단(120)이 긴장재(110)에 연결되어 거푸집(140)을 고정시키고 있으므로, 거푸집(140) 설치를 위한 다수의 앵커링(anchoring)이 불필요하고, 모르타르 충전후에는 콘크리트 구조물(C)의 홈(h)내에 매립되도록 함으로써 콘크리트 구조물(C)의 표면에 주는 구조적 손상을 최소화할 수 있는 것이다. 앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
도 1은 본 발명이 적용되는 표면매립 긴장공법에서 에폭시와 모르타르의 휨성능 실험을 수행한 결과를 도시한 그래프도;
도 2a 내지 도 2d는 종래의 기술에 따른 콘크리트 구조물 충전장치들을 도시한 설명도;
도 3은 본 발명에 따른 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치에서 볼트부재와 너트부재의 고정수단을 구비한 구조를 도시한 분해 사시도;
도 4는 본 발명에 따른 도 3에 도시된 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치의 상세도로서, a)도는 고정수단의 사시도, b)도는 긴장재에 연결된 사시도, c)도는 고정수단을 이용하여 거푸집을 고정한 사시도;
도 5는 본 발명에 따른 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치에서 링부, 직선형 레버와 그립부재의 고정수단을 구비한 구조를 도시한 분해 사시도;
도 6은 본 발명에 따른 도 5에 도시된 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치의 상세도로서, a)도는 고정수단의 사시도, b)도는 긴장재에 연결된 사시도, c)도는 고정수단을 이용하여 거푸집을 고정한 사시도;
도 7은 본 발명에 따른 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치에서 거푸집에 지수판이 부착된 구조도로서, a)도는 콘크리트 구조물 홈의 내측에 위치된 구조, b)도는 콘크리트 구조물 홈의 외측에 위치된 구조;
도 8은 본 발명에 따른 도 3에 도시된 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치를 이용하여 콘크리트 구조물의 홈을 충전재로 충전시킨 구조를 도시한 도면으로 서, a)도는 일부 절개 사시도, b)도는 단면도;
도 9는 본 발명에 따른 도 5에 도시된 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치를 이용하여 콘크리트 구조물의 홈을 충전재로 충전시킨 구조를 도시한 도면으로서, a)도는 외관 사시도, b)도는 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
2..... 에폭시 4..... 모르타르
10.... 상향 이동식 거푸집 구조 12..... 철재 바닥판거푸집
14,16.. 앵글 18a..... I-볼트
18b.... 너트 20..... 뿜칠기
22..... 폴리머 모르타르 34..... 보강판
36..... 체결구 38..... 그립부
40..... 철근 42..... 충전 모르타르
50..... 절첩식 거푸집 52..... 앵커볼트
54..... 인장 철편 56..... 거푸집 부재
58..... 쐐기 또는 볼트 72..... 유실부
74..... 지반 76..... 보강층
78..... 바닥층 80..... 방호벽
82..... 쇄석 84..... 폴리우레탄
100.... 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치
110.... 긴장재 120..... 고정수단
122.... 곡선부 124..... 개구부
126.... 직선형 나사부 130a.... 볼트부재
130b.... 너트 부재 134.... 링부
136..... 직선형 레버 138..... 그립부재
140..... 거푸집 150a,150b.... 지수판
160..... 긴 구멍 162..... 앵커볼트
170..... 충전재 주입관 172..... 공기배출구
C...... 콘크리트 구조물 h...... 콘크리트 구조물 홈
M..... 모르타르 충전재

Claims (9)

  1. 콘크리트 구조물의 표면에 홈을 형성하고, 상기 홈의 내부에 긴장재를 삽입하여 긴장력을 부여한 다음, 상기 콘크리트 구조물의 홈에 충전재를 채우는 표면매립 긴장공법에 사용되는 충전장치에 있어서,
    콘크리트 구조물의 홈에 위치된 긴장재에 상부를 걸어 고정하고, 하부는 거푸집을 관통하여 결속되는 고정수단을 구비하며, 상기 거푸집에는 콘크리트 구조물의 홈 길이방향으로 형성된 지수판이 부착되고, 상기 고정수단은 긴장재를 따라서 다수가 배치되어 거푸집을 콘크리트 구조물의 홈에 밀착시켜 내부 공간을 폐쇄시키고 모르타르를 충전시키는 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정수단은 상단에 호형의 곡선부가 형성되고, 그 하부 일측으로 개구부가 형성되어 긴장재에 걸리도록 형성되며, 상기 곡선부에 연이어서 하부측으로 직선형 나사부를 형성한 볼트부재와, 상기 볼트부재의 직선형 나사부가 거푸집을 관통하여 거푸집 하부로 돌출하면 상기 직선형 나사부에 결합하여 거푸집을 콘크리트 구조물의 홈에 고정시키는 너트부재를 포함하는 것임을 특징으로 하는 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고정수단은 상단에 긴장재에 끼워지도록 된 원형의 링부가 형성되고, 상기 링부에 연이어서 하부측으로 연장된 직선형 레버를 형성하며, 상기 직선형 레버가 거푸집을 관통하여 거푸집 하부로 돌출하면 상기 직선형 레버에 결합하여 거푸집을 콘크리트 구조물의 홈에 고정시키는 그립부재를 포함하는 것임을 특징으로 하는 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 직선형 레버는 전선 와이어임을 특징으로 하는 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 지수판은 콘크리트 구조물 홈의 양측모서리 안쪽을 따라서 배치되도록 거푸집에 나란하게 형성된 것임을 특징으로 하는 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 지수판은 콘크리트 구조물 홈의 양측모서리 바깥쪽을 따라서 배치되도록 거푸집에 나란하게 형성된 것임을 특징으로 하는 표면매립 긴장공법의 구조물 충전장치.
  7. 콘크리트 구조물의 표면에 홈을 형성하고, 상기 홈의 내부에 긴장재를 삽입하여 긴장력을 부여한 다음, 상기 콘크리트 구조물의 홈에 충전재를 채우는 표면매립 긴장공법에 사용되는 충전방법에 있어서,
    콘크리트 구조물의 홈에 위치된 긴장재에 상부를 걸어 고정하고, 하부는 거푸집을 관통하여 결속되는 고정수단을 통하여 거푸집을 콘크리트 구조물의 홈에 장 착하며, 상기 거푸집에는 콘크리트 구조물의 홈 길이방향으로 지수판을 부착하여 콘크리트 구조물의 표면과 거푸집의 사이를 폐쇄시키며, 상기 콘크리트 구조물의 홈에 모르타르를 충전시키는 단계를 포함하는 표면매립 긴장공법의 구조물 충전방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 거푸집은 콘크리트 구조물 홈의 양외측으로 다수의 긴 구멍을 형성하고, 상기 긴 구멍에는 각각 앵커볼트를 끼워서 상기 거푸집의 양외측을 콘크리트 구조물의 표면에 추가적으로 고정시키고 모르타르 충전이 이루어지는 것임을 특징으로 하는 표면매립 긴장공법의 구조물 충전방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 거푸집은 일측에 충전재 주입관이 형성되고, 타측에는 공기배출구가 형성되어 상기 콘크리트 구조물의 홈에 모르타르를 가압충전하여 급속시공이 이루어지는 것임을 특징으로 하는 표면매립 긴장공법의 구조물 충전방법.
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